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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 581 — #589
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Exercices
APPROFONDIR
d. Écrire la réaction globale de fonctionnement de la pile.
e. Calculer la constante de cette réaction à 298 K.
4. Mélange de S A et de S B
On mélange les solutions A et B dans le même bécher de 500 mL. On agite, puis on plonge
deux électrodes de platine et on attend l’équilibre : on mesure la différence de potentiel u D .
On remplace ensuite une des électrodes par une électrode de référence (calomel à solution
saturée en chlorure de potassium) : on mesure la différence de potentiel u E = 205 mV.
a. Que vaut u D ?
b. Calculer le potentiel à l’équilibre.
c. Calculer la concentration des diverses espèces à l’équilibre.
9.13 Titrage des ions cuivrique en solution (CCP) (##)
Principe du titrage : on se propose dans cette partie de titrer les ions cuivrique Cu
2+ présents
dans une solution aqueuse à 298 K en les faisant réagir avec les ions iodure I – d’une autre
solution.
1. Une réaction entre les ions cuivrique Cu
2+ et les ions iodure I – vous paraît-elle envisageable en ne tenant compte que de réactions d’oxydoréduction, compte-tenu des potentiels
rédox standard ?
2. En fait la réaction est compliquée par l’apparition du précipité d’iodure de cuivre(I) (iodure cuivreux) de formule CuI(s) par réaction entre l’ion cuivreux Cu
+ et l’ion iodure I – .
Écrire la demi-équation rédox mettant en jeu le couple Cu
2+ /CuI(s).
3. En considérant une solution aqueuse contenant des ions cuivrique Cu
2+ , cuivreux Cu
+ ,
iodure I – et le précipité d’iodure cuivreux CuI(s), déterminer le potentiel standard associé au
couple Cu
2+ /CuI(s) à 298 K. Si l’on n’arrive pas à résoudre cette question on pourra admettre
la valeur, soit 0,89 V.
4. Quelle réaction se produit donc lorsque l’on mélange des ions cuivrique et des ions iodure
en solution dans des conditions standard ?
5. Déterminer la constante d’équilibre de cette réaction à 298 K et en déduire si celle-ci est
utilisable pour un titrage des ions cuivrique.
6. Pour réaliser le titrage, on se place en excès d’ions iodure et on dose le diode I 2 formé par
l’ion thiosulfate S 2 O
2–
3 . Écrire la réaction entre l’ion thiosulfate et le diiode. Cette réaction
peut-elle être considérée comme totale ?
7. Réalisation pratique du dosage.
À 20,0 mL d’une solution d’ions cuivrique de concentration inconnue, on ajoute 50,0 mL
d’une solution d’ions iodure de concentration 2,00.10 −1 mol·L −1 . On dose le diiode formé
par une solution de thiosulfate de sodium de concentration 1,00.10 −1 mol·L −1 . Ce dernier
dosage nécessite 18,0 mL de thiosulfate.
a. Déterminer la concentration de la solution d’ions cuivrique.
b. Vérifier que le système est bien en excès d’ions iodure.
Données à 298 K : Produit de solubilité de l’iodure de cuivre(I) CuI (s) : K s = 10 −12 .
E ◦ (Cu
2+ /Cu(s)) = 0,34 V ; E ◦ (Cu
2+ /Cu
+ ) = 0,17 V ; E ◦ (I 2 (aq)/I − ) = 0,62 V ;
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APPROFONDIR
d. Écrire la réaction globale de fonctionnement de la pile.
e. Calculer la constante de cette réaction à 298 K.
4. Mélange de S A et de S B
On mélange les solutions A et B dans le même bécher de 500 mL. On agite, puis on plonge
deux électrodes de platine et on attend l’équilibre : on mesure la différence de potentiel u D .
On remplace ensuite une des électrodes par une électrode de référence (calomel à solution
saturée en chlorure de potassium) : on mesure la différence de potentiel u E = 205 mV.
a. Que vaut u D ?
b. Calculer le potentiel à l’équilibre.
c. Calculer la concentration des diverses espèces à l’équilibre.
9.13 Titrage des ions cuivrique en solution (CCP) (##)
Principe du titrage : on se propose dans cette partie de titrer les ions cuivrique Cu
2+ présents
dans une solution aqueuse à 298 K en les faisant réagir avec les ions iodure I – d’une autre
solution.
1. Une réaction entre les ions cuivrique Cu
2+ et les ions iodure I – vous paraît-elle envisageable en ne tenant compte que de réactions d’oxydoréduction, compte-tenu des potentiels
rédox standard ?
2. En fait la réaction est compliquée par l’apparition du précipité d’iodure de cuivre(I) (iodure cuivreux) de formule CuI(s) par réaction entre l’ion cuivreux Cu
+ et l’ion iodure I – .
Écrire la demi-équation rédox mettant en jeu le couple Cu
2+ /CuI(s).
3. En considérant une solution aqueuse contenant des ions cuivrique Cu
2+ , cuivreux Cu
+ ,
iodure I – et le précipité d’iodure cuivreux CuI(s), déterminer le potentiel standard associé au
couple Cu
2+ /CuI(s) à 298 K. Si l’on n’arrive pas à résoudre cette question on pourra admettre
la valeur, soit 0,89 V.
4. Quelle réaction se produit donc lorsque l’on mélange des ions cuivrique et des ions iodure
en solution dans des conditions standard ?
5. Déterminer la constante d’équilibre de cette réaction à 298 K et en déduire si celle-ci est
utilisable pour un titrage des ions cuivrique.
6. Pour réaliser le titrage, on se place en excès d’ions iodure et on dose le diode I 2 formé par
l’ion thiosulfate S 2 O
2–
3 . Écrire la réaction entre l’ion thiosulfate et le diiode. Cette réaction
peut-elle être considérée comme totale ?
7. Réalisation pratique du dosage.
À 20,0 mL d’une solution d’ions cuivrique de concentration inconnue, on ajoute 50,0 mL
d’une solution d’ions iodure de concentration 2,00.10 −1 mol·L −1 . On dose le diiode formé
par une solution de thiosulfate de sodium de concentration 1,00.10 −1 mol·L −1 . Ce dernier
dosage nécessite 18,0 mL de thiosulfate.
a. Déterminer la concentration de la solution d’ions cuivrique.
b. Vérifier que le système est bien en excès d’ions iodure.
Données à 298 K : Produit de solubilité de l’iodure de cuivre(I) CuI (s) : K s = 10 −12 .
E ◦ (Cu
2+ /Cu(s)) = 0,34 V ; E ◦ (Cu
2+ /Cu
+ ) = 0,17 V ; E ◦ (I 2 (aq)/I − ) = 0,62 V ;
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